DE2162517B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Tonerbildes auf beiden Seiten eines Empfangsblattes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Tonerbildes auf beiden Seiten eines EmpfangsblattesInfo
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- G03G15/232—Arrangements for copying on both sides of a recording or image-receiving material using a single reusable electrographic recording member
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes auf beiden Seiten eines blattförmigen
Bildempfangsmaterials durch aufeinanderfolgendes Übertragen zweier auf einem Aufzeichnungsmaterial
erzeugter Pulverbilder auf die beiden Seiten des Bildempfangsmaterials sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Beim elektrofotografischen Verfahren wird ein Aufzeichnungsträger mit einer fotoleitfähigen Schicht
auf leitender Unterlage gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Lichtbild eines zu
kopierenden Originalbildes bestrahlt. Unter dem Einfluß des Lichtbildes wird die fotoleitfähige Schicht
leitend, so daß die elektrostatischen Ladungen selektiv abgeleitet werden und ein latentes elektrostatisches Bild
entsteht, welches dem Originalbild entspricht
Das latente Bild kann durch Aufbringen eines pigmentierten Kunstharzes entwickelt bzw. sichtbar
gemacht werden. Hierzu wurden speziell die sogenannten Toner entwickelt. Das pigmentierte Kunstharz wird
in den Bildflächenteilen der fotoleitenden Schicht entsprechend der jeweils vorhandenen Ladungsmenge
elektrostatisch angezogen, so daß Bereiche relativ geringer Ladungskonzentration eine geringe Tönungsdichte
erhalten, während Bereiche größerer Ladungskonzentration proportional dichter getönt werden.
Üblicherweise wird das entwickelte Bild auf eine Seite eines Bildträgerblattes übertragen und auf diesem
dauerhaft fixiert, so daß damit eine Einfachkopie des Originalbildes fertiggestellt ist.
In der Drucktechnik ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Bequemlichkeit oft erwünscht,
Daten auf beide Seiten eines einzelnen Blattes
aufzubringen. Eine hierzu geeignete automatisch arbeitende Vorrichtung, die nach dem elektrofotografischen
Verfahren arbeitet, ist durch die US-Patentschrift 33 18 212 bekannt Mit dieser Vorrichtung werden zwei
einzeln entwickelte Tonerbilder zuerst auf eier Oberfläehe
einer bewegten fotoleitfähigen Platte erzeugt, dann wird jedes Tonerbild auf eine Speichertrommel
übertragen und darauf vorübergehend gespeichert. Während die Bilder auf der Trommeloberfläche
gespeichert werden, erfolgt eine Behandlung mit Lösungsmitteldampf, so daß sie in einen klebrigen
Zustand gelangen. Um ein Anhaften der klebrigen Bilder auf derTrommeloberfläche zu vermeiden, ist jede
Trommel mit einer Polytetrafluoräthylen-Schicht versehen, die wiederum mit einem Siliconöl behandelt ist,
welches auch einen Offseteffekt verhindert Während die Bilder sich noch im klebrigen Zustand befinden,
werden sie schnell mit den beiden Seiten eines Bildempfangsmaterialblattes in Berührung gebracht,
und der Toner wird während dieser Berührung zum Koaleszieren gebracht, so daß die Bilder in das Blatt
eingeschmolzen werden und damit eine Duplexkopie fertiggestellt ist
Nach diesem bekannten Verfahren kann man zwar zufriedenstellende Duplexkopien herstellen, dabei treten
jedoch auch gewisse Nachteile auf, die die Anwendung des Verfahrens in der Elektrofotografie
wesentlich einschränken. Um eine vollständige oder gesamte Übertragung der klebrigen Bilder von der
Trommeloberfläche auf das Bildempfangsmaterialblatt zu erreichen, müssen die Bilder schnell auf die
Blattoberfläche aufgebracht werden, bevor ein Koaleszieren auftreten kann. Dies erfordert die Verwendung
komplizierter Bedampfungsvorrichtungen sowie komplizierter Vorrichtungen zur Zeitsteuerung und mechanischen
Bewegung. Es hat sich ferner gezeigt, daß durch direkten Kontakt insbesondere eines Papierblattes mit
einer öligen Fläche die Qualität der erzeugten Kopie verschlechtert wird, da notwendigerweise ein Teil des
Öls auf das Kopieblatt übertragen wird.
Aus der DE-AS 1914 959 war auch bereits ein
Verfahren der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem die beiden Bilder der Vor- und Rückseite eines
Originals gleichzeitig über getrennte Abbildungseinrichtungen hintereinander auf ein und derselben Seite
eines endlosen Bandes mit einer fotoleitfähigen Oberfläche abgebildet werden, die zuvor elektrostatisch
aufgeladen war. Die so erzeugten latenten elektrostatischen Bilder werden in üblicher Weise mit einem
Tonerpulver entwickelt Sodann wird mit dem ersten Bild eine erste Seite eines zugeführten Bildempfangsblattes
in Berührung gebracht und das Tonerbild mit Hilfe eines elektrischen Feldes auf dieses übertragen.
Während das Band sodann eine Verzögerungsschleife durchläuft, wird das Bildempfangsblatt gewendet und
sodann die andere Seite des Bildempfangsblattes mit dem zweiten Tonerbild in Berührung gebracht und
dieses ebenfalls durch ein elektrisches Feld auf das Bildempfangsblatt übertragen. Hierauf erfolgt sodann
eine übliche Fixierung der beiden Tonerbilder auf der Vorder- und Rückseite des Bildempfangsblattes. Bei
diesem bekannten Verfahren stellen sich jedoch Schwierigkeiten derart ein, daß das zweite Tonerbild bei
dem Durchlauf des Bandes durch die Verzögerungsschleife beeinträchtigt wird, und andererseits ergeben
sich jeweils Schwierigkeiten bei dem Wenden des Bildempfangsblattes vor der Übertragung des zweiten
Tonerbildes auf dieses.
Der vorliegenden Erfindung iiegt deshalb die
Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Duplexkopien zu schaffen, das in
einfacher und wirksamer Weise nach dem Prinzip der aufeinanderfolgenden Übertragung von Tonerbildern
auf die beiden Seiten eines Bildempfangsblattes arbeitet.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß das erste Pulverbild mittels eines elektrostatischen Feldes auf einen Zwischenbildträger übertragen
wird, daß auf das auf den Zwischenbildträger übertragene erste Pulverbild ein Blatt Bildempfangsmaterial mit
seiner Vorderseite aufgelegt und anschließend auf die freie Oberfläche der Rückseite des Bildempfangsmaterials
mittels eines elektrostatischen Feldes das zweite Pulverbild von dem Aufzeichnungsmaterial übertragen
wird und daß dann das erste Pulverbild von dem Zwischenbildträger auf die Vorderseite des Bildempfangsmaterials
übertragen und daraufhin das Bildempfangsmaterial von dem Zwischenbildträger abgehoben
wird.
Es wird also zunächst ein Tonerbild auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials erzeugt, das
dann mit einem Zwischenbildträger in Berührung gebracht wird, wobei eine elektrische Spannung
angelegt wird, um das Tonerbild von dem Aufzeichnungsmaterial auf den Zwischenbildträger zu übertragen.
Das Tonerbild wird sodann zunächst auf dem Zwischenbildträger gespeichert, während ein zweites
Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird. Sodann wird ein Bildempfangsblatt, beispielsweise aus
Papier, auf das sich auf dem Zwischenbildträger befindende erste Tonerbild aufgelegt, während die
andere Seite des Bildempfangsblattes mit dem auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugten zweiten Tonerbild in
Berührung gebracht und durch Anlegen eines elektrischen Feldes auf dieses Bildempfangsblatt übertragen
wird. In einer weiteren Übertragungsstation wird sodann das sich noch auf dem Zwischenbildträger
befindende erste Tonerbild auf die erste Seite des Bildempfangsblattes übertragen, was sowohl durch
Aufbringen einer elektrostatischen Ladung auf die dem Zwischenbildträger abgewandte Seite des Bildempfangsblattes
oder durch Anwendung eines entsprechenden Druckes geschehen kann. Sofern die Übertragung
des ersten Tonerbildes mit Hilfe eines Druckes geschieht, kann die Anwendung des Druckes gleichzeitig
auch dazu verwandt werden, beide Tonerbilder auf dem Bildempfangsmaterial zu fixieren. Findet die
Fixierung durch Druckeinwirkung statt, so erhält man nach Abheben des Bildempfangsblattes von dem
Zwischenbildträger die fertige Kopie, während es in den übrigen Fällen noch notwendig sein kann, einen
besonderen Fixiervorgang anzuschließen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden keine besonderen Lösungsmitteldämpfe benötigt, um etwa
eine Übertragung der Tonerbilder zu bewirken. Weiterhin ist das Verfahren dadurch vereinfacht, daß
das zugeführte Bildempfangsblatt zwischen der Aufnahme des ersten und zweiten Tonerbildes nicht gesondert
gewendet zu werden braucht.
Gemäß der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben mit einer
Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Erzeugen eines ersten und eines zweiten geladenen Pulverbildes auf der
Oberfläche eines bewegten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials und mit Übertragungseinrichtungen
zum Übertragen des ersten und zweiten Pulverbildes
auf die Vorder- bzw. Rückseite eines Bildempfangsmaterials und die sich ausgezeichnet durch eine umlaufende
fotoleitfähige Aufzeichnungstrommel 10, einen Zwischenbildträger aus einer innerhalb einer Übertragungszone 26 die Aufzeichnungstrommel berührenden,
synchron mit dieser umlaufenden Rolle 30, welche einen Greifermechanismus zur lösbaren Befestigung eines
Blattes auf der Rollenoberfläche aufweist, eine Spannungsquelle 43 zum Anlegen eines Übertragungspotentials
an die Rückseite des Zwischenbildträgers, eine Fördereinrichtung zum Zuführen eines Blattes Bildempfangsmaterial
auf die Rolle 30, bzw. den Zwischenbildträger, ferner gekennzeichnet durch Antriebs- und
Steuereinrichtungen zum verfahrenstaktgerechten erstmaligen Anlegen des Übertragungspotentials während
der Übertragung des ersten Pulverbildes von der Aufzeichnungstrommel auf den Zwischenbildträger,
Zuführen des Bildempfangsmaterials zur Kontaktierung seiner Vorderseite mit dem übertragenen ersten
Pulverbild und seiner gleichzeitigen Führung in Kontakt mit dem übertragenen ersten Pulverbild und dem auf
der Aufzeichnungstrommel verbliebenen zweiten Pulverbild durch die Übertragungszone 26 unter gleichzeitigem
erneuten Anlegen des Ubertragungspotentials an die Rückseite des Zwischenbildträgers während der
Übertragung des zweiten Pulverbildes auf die Rückseite des Bildempfangsmaterials und gekennzeichnet durch
eine nach Abschalten des Ubertragungspotentials betätigte, der Übertragungszone 26 nachgeschaltete
Übertragungseinrichtung 55, 155 zur Übertragung des auf dem Zwischenbildträger befindlichen ersten Pulverbildes
auf die Vorderseite des Bildempfangsmaterials, sowie durch eine Auslöseeinrichtung zur Abgabe des
Bildempfangsmaterials von der Trommel 30.
Weitere vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschine in einem Teilschnitt,
F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Konstruktion einer Zwischenbildträgerrolle, die innerhalb
der in F i g. 1 gezeigten Maschine vorgesehen ist,
F i g. 3 weitere Einzelheiten einer Ausrichtungsvorrichtung für das Bildempfangsblatt sowie einen zugehörigen
Greifermechanismus für die in F i g. 2 gezeigte Zwischenbildträgerrolle,
F i g. 4 bis 8 schematische Darstellung der Verfahrensschritte bei der Übertragung elektrofotografischer
Tonerbilder auf die beiden Seiten eines Bildträgerblattes und
F i g. 9 eine Abänderung der in F i g. 1 gezeigten Maschine.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung von Duplexkopien dargestellt, die nach dem elektrofotografischen
Verfahren arbeitet und einen trommeiförmigen Aufzeichnungsträger enthält. Die als zentrales Element
vorgesehene Aufzeichnungstrommel 10 ist im Maschinenrahmen auf einer Achse 11 drehbar gelagert und
wird durch einen nicht dargestellten Motor im Uhrzeigersinn gedreht. Die Trommel enthält auf ihrer
Außenseite eine Schicht eines fotoleitenden Aufzeichnungsmaterials 13, beispielsweise aus glasförmigem
Selen oder einem anderen geeigneten Material, die sich auf einer geerdeten und elektrisch leitfähigen Unterlage
14 befindet.
Eine gleichmäßige elektrostatische Ladung wird auf die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel mittels einer
üblichen Koronaentladungsvorrichtung 15 aufgebracht. Die gleichmäßig geladene Trommeloberfläche wird
dann an einer Belichtungsvorrichtung 17 vorbeigeführt, an der sie mit einem Lichtbild des zu reproduzierenden
Originalbildes bestrahlt wird und ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Das hierbei verwendete optische
ίο System kann etwa ein bekanntes System sein, bei dem
die zu reproduzierenden Originaldaten auf einem Mikrofilmstreifen 18 gespeichert sind. Eine bewegliche
Reflexionsanordnung 19 ist im Strahlengang der optischen Vorrichtung angeordnet und leitet ein
fortlaufendes Lichtbild auf den unteren Teil der Trommeloberfläche. Die Reflexionsanordnung enthält
eine Spiegelfläche 20 und einen Dachkantspiegel 21, beide Vorrichtungen werden beim Betrieb abwechselnd
in den Strahlengang gebracht, so daß nacheinander Bilder auf die Trommeloberfläche projiziert werden,
deren Abbildungssinn entgegengesetzt ist
Beim Betrieb der Einrichtung projiziert die optische Vorrichtung auf die fotoleitfähige Trommel ein erstes
seitenrichtiges Bild, so daß ein entsprechendes latentes Bild erzeugt wird. Nach der Erzeugung dieses ersten
seitenrichtigen latenten Bildes wird die Trommel an einer Entwicklungsvorrichtung 25 vorbeibewegt, die
nach dem üblichen Kaskadierungsverfahren arbeitet und einen Zweikomponentenentwickler auf das latente
Bild aufbringt, dessen geladene Tonerteilchen in den Bildflächenteilen auf der Trommel gebunden werden
und das latente Bild sichtbar machen.
Nach der Entwicklung wird das nun sichtbare erste seitenrichtige Bild auf der Trommeloberfläche einer
Bildübertragungsstelle 26 zugeführt, wo es in bildmäßiger Verteilung auf die Oberfläche einer Zwischenbildträgerrolle
30 übertragen und auf dieser vorübergehend gespeichert wird. Die Zwischenbildträgerrolle verläuft
quer über die Aufzeichnungstrommel und bewegt sich durch die Bildübertragungszone in Berührung mit
dieser. An der Zwischenbildträgerrolle liegt eine relativ hohe elektrische Spannung in bezug auf die geerdete
Unterlage der Aufzeichnungstrommel, so daß ein elektrisches Feld im Berührungsbereich entsteht, dessen
Stärke eine Anziehung der geladenen Tonerteilchen von der Aufzeichnungstrommel auf die Zwischenbildträgerrolle
30 bewirkt.
In F i g. 2 ist die Zwischenbildträgerrolle 30 derart dargestellt, daß auch ihr innerer Aufbau deutlich wird.
Die Zwischenbildträgerrolle besteht aus einem starren Hohlzylinder 31, der aus einem Metall wie z. B.
Aluminium oder ähnlichem besteht, so daß eine elektrische Spannung angelegt werden kann. Auf dem
Kern ist eine relativ dicke Zwischenschicht 32 aus einem elastomeren Material aufgebracht Diese Zwischenschicht
besteht vorzugsweise aus einem Polyurethankautschuk mit ausreichender Elastizität, so daß die Rolle
sich deformieren kann, wenn sie in Bewegungsberührung mit der Oberfläche der Aufzeichnungstrommel
gebracht wird. Dadurch wird ein erhöhter Kontaktbereich ausreichender Länge geschaffen, der eine Übertragung
der Tonerteilchen zwischen den beiden sich berührenden Elementen ermöglicht Die Zwischenschicht
soll das elektrische Potential des Rollenkerns an die Rollenaußenfläche übertragen, weshalb sie einen
spezifischen Widerstand zwischen 102 und 10l0Ohm cm
haben soll. Über der Zwischenschicht ist eine relativ dünne Außenschicht 33 vorgesehen, die gleichfalls aus
einem elastomeren Material besteht. Um die Ionisation der Atmosphäre im Berührungsbereich und in seiner
Nähe minimal zu halten, soll die Außenschicht vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen
1013 und 10l4Ohmcm haben. Ferner soll die Außenschicht
der Zwischenbiidträgerrolle vorzugsweise aus einem Material bestehen, welches eine relativ glatte
Oberfläche hat und relativ gute mechanische Ablösungseigenschaften für die verwendeten Tonerstoffe
zeigt. Ein Polyurethanmaterial hat diese beschriebenen elektrischen und extrem gute Ablösungseigenschaften
für die meisten handelsüblichen Toner.
Die Zwischenbiidträgerrolle 30 ist an ihren beiden Enden durch dielektrische Seitenkappen 35 und 36
verschlossen, die sie gegenüber dem lagernden Maschinenrahmen elektrisch isolieren. Achsensegmente 37
sind in beiden Kappen angeordnet und koaxial auf die Längsachse des Zylinderkerns 31 ausgerichtet. Die
Achsen sind im Maschinenrahmen in Lagerungen drehbar gelagert, so daß die Außenfläche der Rolle
kontinuierlich durch die Übertragungszone bewegt wird und dabei in laufender Berührung mit der fotoleitfähigen
Schicht 13 steht. Eine Rolle 38, die mit dem Hauptantrieb der Maschine gekoppelt ist, ist an einem
Ende der Achse befestigt und dreht die Zwischenbiidträgerrolle in vorbestimmtem zeitlichem Zusammenhang
mit der bewegten Aufzeichnungstrommel. Ein Kommutatorring 40 (F i g. 1) ist in der Seitenkappe 35
vorgesehen und verläuft durch diese hindurch, so daß der Metallkern 31 elektrisch beschaltet werden kann.
Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist eine Schleifbürste 41 auf der Außenfläche des Kommutatorringes 40 vorgesehen
und erzeugt einen Schleifkontakt, durch den der Kern elektrisch über eine Leitung 42 mit einer Spannungsquelle 43 verbunden werden kann. In der Praxis ist jede
Spannungsquelle geeignet, die die Zwischenbildträgerrolle
auf ein Potential bringt, welches eine Anziehung von Tonerteilchen im Berührungsbereich mit der
Aufzeichnungstrommel bewirkt, so daß eine Bildübertragung von der Trommel auf die Zwischenbiidträgerrolle
möglich ist.
Die Feldstärke an der elektrisch isolierten Zwischenbiidträgerrolle
hängt von der angelegten Spannung ab. Ein relativ starkes elektrisches Feld wird zwischen der
Zwischenbiidträgerrolle und der geerdeten Aufzeichnungstrommel innerhalb der Übergangszone erzeugt.
Die Feldstärke ist direkt proportional der Spannung an der Zwischenbildträgerrolle und umgekehrt proportional
dem Abstand zwischen den beiden sich berührenden Körpern. Um die Bildübertragung möglichst mit
maximalem Wirkungsgrad durchzuführen, soll die Zwischenbildträgerrolle während ihrer Bewegung
durch die Übertragungszone möglichst an der fotoleitfähigen Schicht der Aufzeichnungstrommel anliegen.
Nach der Erzeugung des ersten seitenrichtigen Bildes auf der Aufzeichnungstrommel wird ein zweiter Bereich
der fotoleitfähigen Oberfläche nochmals gleichmäßig mittels des Korotrons 15 elektrostatisch aufgeladen.
Dieser zweite gleichmäßig aufgeladene Bereich wird dann an der Belichtungsvorrichtung 17 vorbeibewegt, so
daß die fotoleitfähige Schicht mit einem fortlaufenden Lichtbild weiterer Information bestrahlt wird, wobei
jedoch ein seitenverkehrtes latentes elektrostatisches Bild auf der Trommeloberfläche erzeugt wird. Zur
Erzeugung dieses seitenverkehrten latenten elektrostatischen Bildes wird der Dachkantspiegel 21 in den
optischen Strahlengang des Systems eingebracht und der Spiegel 20 entfernt. Das seitenverkehrte latente
elektrostatische Bild wird dann auf der bewegten Trommeloberfläche der Entwicklungsvorrichtung zugeführt
und in bereits beschriebener Weise entwickelt.
Die zeitliche Folge der Ladung, Belichtung und Entwicklung für die beiden gegensinnig erzeugten Bilder auf der Trommeloberfläche wird in vorbestimmter Weise durch die Steuerlogik (nicht dargestellt) der Reproduktionsmaschine zeitlich gesteuert. Die jeweilige Auswahl der Zeitfolge der Betriebsschritte kann von vielen Faktoren abhängen, beispielsweise von der Position der verschiedenen Verfahrensvorrichtungen am Umfang der Aufzeichnungstrommel, der Länge und Geschwindigkeit des Zwischenbildträgers relativ zur Größe des Umfangs der Aufzeichnungstrommel und ähnlichen Faktoren. Zur besseren Darstellung sei vorausgesetzt, daß der Umfang der Zwischenbildträgerrolle ungefähr dem halben Umfang der Aufzeichnungstrommel entspricht Beide Elemente werden mit übereinstimmender Umfangsgeschwindigkeit gedreht, so daß das erste Bild, welches auf der Zwischenbildträgerrolle gespeichert ist, in einem kreisförmigen Bereich gedreht und dann nochmals der Übertragungszone zugeführt wird, und zwar zu demselben Zeitpunkt, zu dem das zweite entwickelte Bild dort eintrifft.
Die zeitliche Folge der Ladung, Belichtung und Entwicklung für die beiden gegensinnig erzeugten Bilder auf der Trommeloberfläche wird in vorbestimmter Weise durch die Steuerlogik (nicht dargestellt) der Reproduktionsmaschine zeitlich gesteuert. Die jeweilige Auswahl der Zeitfolge der Betriebsschritte kann von vielen Faktoren abhängen, beispielsweise von der Position der verschiedenen Verfahrensvorrichtungen am Umfang der Aufzeichnungstrommel, der Länge und Geschwindigkeit des Zwischenbildträgers relativ zur Größe des Umfangs der Aufzeichnungstrommel und ähnlichen Faktoren. Zur besseren Darstellung sei vorausgesetzt, daß der Umfang der Zwischenbildträgerrolle ungefähr dem halben Umfang der Aufzeichnungstrommel entspricht Beide Elemente werden mit übereinstimmender Umfangsgeschwindigkeit gedreht, so daß das erste Bild, welches auf der Zwischenbildträgerrolle gespeichert ist, in einem kreisförmigen Bereich gedreht und dann nochmals der Übertragungszone zugeführt wird, und zwar zu demselben Zeitpunkt, zu dem das zweite entwickelte Bild dort eintrifft.
Aus diesem Grunde liegen die Vorderkanten der beiden Bilder, von denen sich das eine auf der
Zwischenbildträgerrolle, das andere auf der Aufzeichnungstrommel befindet, in ein und demselben Moment
einander gegenüber. Bevor jedoch die beiden Tonerbil-
der innerhalb des Berührungsbereiches in der Übertragungszone zusammengebracht werden, wird ein Bildempfangsblatt,
beispielsweise aus Papier oder ähnlichem, auf der Zwischenbildträgerrolle derart befestigt,
daß es über dem ersten Bild liegt. Eine Greifvorrichtung ist vorgesehen, um die Bildempfangsblätter auf die
Zwischenbildträgerrolle auszurichten und an ihr zu befestigen. Zwei Ausrichtungs- und Greifermechanismen
60 (F i g. 3) sind mit Abstand zueinander innerhalb der Zwischenbildträgerrolle vorgesehen und so angeordnet,
daß sie auf die vorderen Ecken eines Bildempfangsblattes einwirken, welches ihnen zugeschoben
wird. Jeder Greifermechanismus besteht aus zwei Hauptteilen, einem Hebelarm 63 und einem
Hebelarm 64. Diese sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 65 befestigt, die an den Innenwänden der
Rolle an einer Halterung 66 starr angeordnet ist. Die Halterung dient auch zur drehbaren Lagerung einer
Steuerachse 67, die im Innenraum der Rolle in deren Längsrichtung verläuft und durch die Seitenkappe 36
so (Fig.2)herausragt
leder Hebelarm ist an der Halterung 66 mit einem Stift 68 drehbar befestigt und innerhalb einer öffnung
69 der Zwischenbildträgerrolle frei drehbar. Das Hebelelement 64 ist auf der Steuerachse 67 befestigt
und wird durch diese betätigt. Ein Nocken 70 am Hebelelement wird gegen die untere Fläche des
Hebelarms mittels einer Feder 71 angedrückt. Ein Nockenmitnehmer 79 (F i g. 2) ist am verlängerten Ende
der Steuerachse befestigt und läuft auf einer Profilfläche 80, die dem Hebelarm 63 vorbestimmte Bewegung
verleiht.
Beim Betrieb der Anordnung werden die Bildträgerblätter
82 einzeln aus einem Vorratsfach (nicht dargestellt) oder ähnlichem an eine Blattaufnahmestelle
83 (F i g. 1) transportiert, wozu eine Förderrollenanordnung 27 vorgesehen ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die
Zapfen 84 der Hebelarme etwas über die Rollenoberfläche
angehoben, so daß das jeweilige Blatt gegen die
Anschlagflächen 86 gelangt. Nach dieser Ausrichtung werden die Zapfen nach unten bewegt und halten das
Blatt in einer vertieften Fläche 87 fest. In dieser Haltestellung ist der gesamte Greifermechanismus
unter die Rollenoberfläche um einen derartigen Betrag abgesenkt, daß die Zwischenbildträgerrolle frei durch
die Übertragungszone gedreht werden kann.
Wenn die Vorderkante des jeweiligen Blattes an der Zwischenbildträgerrolle befestigt ist, wird die Zwischenbildträgerrolle
in der dargestellten Richtung weitergedreht, so daß die Hinterkante des Blattes mit
der Zwischenbildträgerrolle in Berührung gelangt und das Blatt somit auf dem ersten Bild aufliegt. Das erste
Bild wird in diesem Zustand nochmals durch die Übertragungszone bewegt, und zwar synchron mit dem is
zweiten Bild, welches sich auf der Aufzeichnungstrommel befindet. Während das zweite Bild durch das
Kraftfeld innerhalb der Übertragungszone bewegt wird, wird es elektrostatisch von der Aufzeichnungstrommel
auf das Bildempfangsblatt übertragen.
Nach der Bildübertragung wird das Bildempfangsblatt in den Einflußbereich eines Koronagenerators 55
gebracht, wie er bereits beschrieben wurde. Dieser Koronagenerator ist in einem Bereich relativ geringen
elektrischen Feldes angeordnet, d. h. hier tritt keine Wechselwirkung der Zwischenbildträgerrolle mit einer
anderen Spannungsquelle auf. Unter dem Begriff rtSpannungsquelle« soll im weitesten Sinne auch ein
geerdeter Körper oder ähnliches verstanden werden. Der Koronagenerator bringt eine Koronaladung auf die
Oberseite des Bildempfangsblattes auf, deren Polarität eine Übertragung des ersten Bildes von der Zwischenbildträgerrolle
auf die Unterseite des Bildempfangsblattes bewirkt. Die Spannung an der Zwischenbildträgerrolle
kann auch vor der Einwirkung der Koronaentladung abgeschaltet werden.
Wenn nun die beiden Tonerbilder elektrostatisch an den beiden Seiten des Bildempfangsblattes anhaften,
wird das Blatt nochmals auf der Rollenoberfläche an die Blattzuführungsstelle 83 bewegt und von der Zwischenbildträgerrolle
entfernt. Hierzu werden die beiden Hebelarme 63 der Greifermechanismen in die in F i g. 3
gezeigte angehobene Stellung gebracht. Das Blatt wird dadurch über die Rollenoberfläche angehoben, so daß
seine Vorderkante von der Rolle abgelöst werden kann. Der abgelöste Teil des Blattes wird durch einen
Fördermechanismus 88 beeinflußt, der die Blattvorderkante in eine Fixiervorrichtung 90 leitet. Unter dem
abgelösten Teil des Bildempfangsblattes wird eine Luftströmung großen Volumens und geringer Ge- so
schwindigkeit erzeugt, so daß das Blatt nicht wieder auf die Zwischenhildträgerrolle zurückfallen kann. Diese
Luftströmung wird durch eine Leitung 89 erzeugt, die nahe der Rollenoberfläche angeordnet und in F i g. 1
dargestellt ist. Diese Leitung ist mit mehreren Düsenöffnungen versehen, die eine gasförmige Strömung
derart austreten lassen, daß eine Sperre bzw. ein Luftkissen erzeugt wird, welches die Vorderkante des
abgelösten Blattes in den Spalt zwischen zwei Andruckrollen der Fixiervorrichtung 90 leitet. Die &o
Strömung wird durch die Leitung mit einem derartigen Volumen und Druck angegeben, daß das abgelöste
Bildempfangsblatt getragen wird, jedoch keine Zerstörung des auf ihm vorhandenen elektrofotografischen
Tonerbildes zu befürchten ist.
Zur Fixierung der Tonerbilder auf den beiden Seiten des Bildempfangsblattes kann praktisch jede Fixiervorrichtung
verwendet v/erden, die diesen Zweck erfüllt. In F i g. 1 ist eine Fixiervorrichtung 90 dargestellt, die nach
dem Prinzip der Wärmeeinwirkung und der Druckeinwirkung arbeitet. Sie besteht grundsätzlich aus zwei
erhitzten, aufeinander einwirkenden Rollen, die in der dargestellten Richtung gedreht werden, so daß das
Bildempfangsblatt in Druckberührung zwischen ihnen hindurchgeführt wird. Durch die Rollen wird eine
derartige Wärme übertragen und eine solche Druckeinwirkung erzeugt, daß die Tonerbilder dauerhaft an dem
Bildempfangsblatt fixiert werden. Nachdem dies geschehen ist, wird das Bildempfangsblatt durch einen
Bandtransport 91 einem Sammelfach 93 zugeführt, wo die fertigen Duplexkopien gesammelt und gelagert
werden können.
Die Oberfläche der bewegten Aufzeichnungstrommel wird danach mit einer Faserbürste 48 in Berührung
gebracht, die sich so schnell dreht, daß jeglicher nach der Bildübertragung noch vorhandene restliche Toner
von der Trommeloberfläche entfernt wird. Dieser Toner kann an anderer Stelle gesammelt und aus der Maschine
abgeführt werden. Die Funktion der Maschine bei der Erzeugung von Duplexkopien wird im folgenden
anhand der Fig.4 bis 8 eingehender beschrieben. Zunächst wird ein negativ geladenes seitenrichtiges
erstes Bild 50 (F i g. 4) auf der Aufzeichnungstrommel 10 erzeugt und in die Übertragungszone 26 transportiert.
Ein Potential zwischen 2000 und 3500 Volt Gleichspannung wird an den Kern der Zwischenbildträgerrolle 30
durch eine Spannungsquelle 43 angeschaltet. Während das Bild durch die Übertragungszone läuft, wird es
elektrostatisch in bildmäßiger Verteilung von der Aufzeichnungstrommel auf die Oberfläche der Zwischenbildträgerrolle
übertragen, wo es vorübergehend gespeichert wird.
Das gespeicherte Bild wird auf der Zwischenbildträgerrolle innerhalb eines geschlossenen Weges in der
in F i g. 5 gezeigten Weise bewegt, so daß es nochmals in die Übertragungszone gelangt. Während dieser Zeit
wird ein zweites, negativ geladenes Tonerbild 53 auf der Aufzeichnungstrommel erzeugt und zur Übertragungszone transportiert, und zwar synchron mit dem ersten,
auf der Zwischenbildträgerrolle transportierten Bild. Dadurch treffen die Vorderkanten beider Bilder
ungefähr zum selben Zeitpunkt der Übertragungszone ein. Wie aus F i g. 5 hervorgeht, wird zuvor jedoch ein
Bildempfangsblatt 82 aus Papier oder ähnliches in die Übertragungszone 83 geführt, und zwar kurz vor der
Ankunft des ersten Tonerbildes. Die Vorderkante des Bildempfangsblattes wird ausgerichtet und an der
Zwischenbildträgerrolle mit den Greifermechanismen 60 in beschriebener Weise befestigt.
Wie aus den F i g. 6 und 7 hervorgeht, bewegen sich das erste und zweite Tonerbild derart in den
Berührungsbereich 26, daß das Bildempfangsblatt zwischen beiden Bildern eingeschlossen wird. Während
das Bildempfangsblatt durch diesen Bereich hohe Feldstärke bzw. durch die Übertragungszone 26
transportiert wird, wird das zweite Bild von der Aufzeichnungstrommel auf die Außenseite des Bildempfangsblattes
angezogen. Das erste Bild wird nun elektrisch an der Zwischenbildträgerrolle gehalten, das
zweite Bild in gleicher Weise am Bildempfangsblatt.
Während die Zwischenbildträgerrolle in der dargestellten Richtung (Fig.8) weitergedreht wird, erfolgt
eine Abschaltung der Spannungsquelle mittels eines Schalters 56, und es wird das Bildübertragungskorotron
55 eingeschaltet. Wie bereits beschrieben, wird die Außenfläche des Bildempfangsblattes nun mit einer
positiven Koronaentladung behandelt, wodurch das zweite Bild auf der einen Seite des Blattes elektrostatisch
anhaftet und gleichzeitig damit das erste Bild elektrostatisch von der Rollenoberfläche auf die andere
Seite des Bildempfangsblattes übertragen wird und an diesem anhaftet. Es hat sich gezeigt, daß ein hierzu
geeigneter Koronagenerator, der einen Entladungsstrom von etwa 10 Mikroampere pro 2,5 cm erzeugt, das
erste Bild auf das Bildträgerblatt in beschriebener Weise wirksam übertragen kann, wenn die Einrichtung mit
Geschwindigkeiten über 50 cm pro Sekunde arbeitet und der Generator einen Abstand von der Zwischenbildträgerrolle
hat, der etwa 9,5 mm beträgt. Die Ausgangsleistung des Koronagenerators kann dadurch
gemessen werden, daß ein leitfähiger Streifen bekannter Oberfläche auf einer isolierenden Unterlage angeordnet
und in vorgegebenem Abstand vom Generator installiert wird. Durch elektrische Verbindung des Streifens
mit der Abschirmung des Koronagenerators und Messung des Stromes zwischen beiden Elementen kann
die Ausgangsleistung des Generators bestimmt werden. Wie aus F i g. 8 hervorgeht, wird das Bildempfangsblatt
von der Zwischenbildträgerrolle abgelöst und der Fixiervorrichtung zugeführt, so daß die auf ihm
enthaltenen Tonerbilder dauerhaft fixiert werden können.
F i g. 9 zeigt eine Abänderung der für das erfindungsgemäße Verfahren gezeigten Einrichtung, durch die
eine dauerhafte Duplexkopie vor der Ablösung des Bildempfangsblattes von der Zwischenbildträgerrolle
30 allein durch Druckeinwirkung erzeugt werden kann. Wie bereits beschrieben, läuft das zweite Bild innerhalb
der Übertragungszone 26 durch das elektrische Feld und wird elektrisch von der Aufzeichnungstrommel auf
die Außenfläche des Bildempfangsblattes übertragen. Nach dieser Bildübertragung wird das Blatt zu einer
Druckeinwirkungsstation 151 bewegt, die zwischen der Bildübertragungsstelle 26 und der Blattzuführungsstelle
83 liegt. In der Druckeinwirkungsstation ist eine drehbare Andruckrolle 155 vorgesehen, die mit einer
relativ harten Arbeitsfläche versehen ist. Die Rolle ist an einem beweglichen Arm 156 gelagert und kann in
seitlicher Richtung wahlweise in Druckberührung mit der Oberfläche des Zylinders 131 gebracht werden. Die
zeitliche Bewegung der Andruckrolle wird durch das Hauptantriebssystem der Maschine gesteuert und durch
einen Nocken 159 erzeugt. Beim Betrieb wird die Andruckrolle 155 laufend in der dargestellten Richtung
gedreht und periodisch in Druckberührung mit der Bildübertragungszwischenrolle gebracht, so daß das
zwischen ihnen hindurchgeführte Bildträgerblatt nach der zweiten Bildübertragung beeinflußt wird. Es ist
ferner eine Vorrichtung zur Abgabe von Siliconöl auf dte Andruckrolle vorgesehen. Dies.; Vorrichtung J5S
bringt eine dünne ölschicht auf die Rollenoberfläche auf, die eine Übertragung des Toners vom Bildempfangsblatt
auf die Andruckrolle verhindert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder mit druckempfindlichen Tonerarten, beispielsweise mit
ίο eingekapselten Tonerteilchen oder mit wärmeempfindüchen
Tonerarten durchgeführt werden, wie sie gleichfalls bekannt sind. Wenn ein druckempfindlicher
Toner verwendet wird, können die beiden auf dem Bildempfangsblatt vorhandenen Bilder in einfacher
is Weise durch die Druckeinwirkung an der Station 151
fixiert werden. Dabei sind Druckwerte zwischen 2,8 und 21 atm normalerweise ausreichend.
Zur Entfernung des Bildempfangsblattes von der Rolle wird das Blatt auf der Rollenoberfläche nochmals
an die Station 83 bewegt. Hier wird der Hebelarm 63 in seine voll angehobene Lage gebracht, so daß das Blatt
über den Rollenumfang hinaus angehoben wird. Während die Rolle in der dargestellten Richtung
weitergedreht wird, gelangt das angehobene Blatt über die Abstreifschiene 189, die es der Fixiervorrichtung 190
zuführt. Das Blatt wird durch die Fixiervorrichtung mittels eines Transportes 91 geführt, dabei werden die
wärmeempfindlichen Bilder dauerhaft an den beiden Seiten des Bildempfangsblattes fixiert. Die Fixiervorrichtung
ist nur dann verwendbar, wenn hitzeempfindliche Toner vorgesehen sind. Bei druckempfindlichen
Tonern kann dieser Behandlungsschritt entfallen, wozu die Heizvorrichtung z. B. ausgeschaltet wird. Die
Duplexkopieblätter werden dann aus der Fixiervorrichtung herausgebracht und in einem Sammelfach 93
gelagert.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Entwicklung der Bilder mit negativ geladenen Tonerteilchen
durchgeführt. Dies ist lediglich ein Beispiel.
Beispielsweise ist es möglich, ein Trägermaterial und ein Tonermaterial für den Entwicklerstoff zu verwenden,
die unterschiedliche Ladungswechselwirkungen zeigen, so daß ein Toner auf die fotoleitfähige Schicht
aufgebracht werden kann, der durch Reibungselektrizitat positiv aufgeladen ist. Dies erfordert natürlich eine
ähnliche Änderung für alle anderen verwendeten Ladungspolaritäten. Auf positive oder negative Ladungen
wurde also lediglich zur Erläuterung Bezug genommen. Alle Polaritäten können umgekehrt sein.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines Tonerbiides auf
beiden Seiten eines blattförmigen Bildempfangsmaterials durch aufeinanderfolgendes Obertragen
zweier auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugter Pulverbilder auf die beiden Seiten des Bildempfangsmaterials,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pulverbild mittels eines elektrostatischen
Feldes auf einen Zwischenbildträger übertragen wird, daß auf das auf den Zwischenbildträger
übertragene erste Pulverbild ein Blatt Bildempfangsmaterial mit seiner Vorderseite aufgelegt und
anschließend auf die freie Oberfläche der Rückseite des Bildempfangsmaterials mittels eines elektrostatischen
Feldes das zweite !Pulverbild von dem Aufzeichnungsmaterial übertragen wird und daß
dann das erste Pulverbild von dem Zwischenbildträger auf die Vorderseite des Bildempfangsmaterials
übertragen und daraufhin das Bildempfangsmaterial von dem Zwischenbildträger abgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des ersten Pulverbildes
von dem Zwischenbildträger auf das Bildempfangsmaterial durch Druckeinwirkung erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinwirlcung so bemessen ist,
daß die beiden Bilder auf dem Bildempfangsmaterial dauerhaft fixiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des ersten Pulverbildes
von dem Zwischenbildträger auf das Bildempfangsmaterial in einem elektrischen Feld erfolgt, das
durch eine auf die dem ersten Pulverbild abgewandte Seite des Bildempfangsmaterials zur Einwirkung
gebrachte Koronaentladung erzeugt wird und daß nach dem Abheben des Bildernpfangsmaterials von
dem Zwischenbildträger beide Bilder auf dem Bildempfangsmaterial fixiert werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer
Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Erzeugen eines ersten und eines zweiten geladenen Pulverbildes
auf der Oberfläche eines bewegten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials und mit Übertragungseinrichtungen
zum Übertragen des ersten und zweiten Pulverbildes auf die Vorder- bzw. Rückseite
eines Bildempfangsmaterials, gekennzeichnet durch eine umlaufende fotoleitfähige Aufzeichnungstrommel
(10), einen Zwischenbildträger aus einer so innerhalb einer Übertragungszone (26) die Aufzeichnungstrommel
berührenden, synchron mit dieser umlaufenden Rolle (30), welche einen Greifermechanismus
zur lösbaren Befestigung eines Blattes auf der Rollenoberfläche aufweist, eine Spannungsquel-Ie
(43) zum Anlegen eines Übertragungspotentials an die Rückseite des Zwischenbildträgers, eine
Fördereinrichtung zum Zuführen eines Blattes Bildempfangsmaterial auf die Rolle (30), bzw. den
Zwischenbildträger, ferner gekennzeichnet durch Antriebs- und Steuereinrichtungen zum verfahrenstaktgerechten
erstmaligen Anlegen des Übertragungspotentials während der Übertragung des ersten Pulverbildes von der Aufzeichnungstrommel
auf den Zwischenbildträger, Zuführen des Bildempfangsmaterials zur Kontaktierung seiner Vorderseite
mit dem übertragenen ersten Pulverbild und seiner gleichzeitigen Führung in Kontakt mit dem
übertragenen ersten Pulverbild und dem auf der Aufzeichnungstrommel verbliebenen zweiten Pulverbild
durch die Übertragungszone (26) unter gleichzeitigem erneuten Anlegen des Übertragungspotentials an die Rückseite des Zwischenbildträgers
während der Übertragung des zweiten Pulverbildes auf die Rückseite des Bildempfangsmaterials und
gekennzeichnet durch eine nach Abschalten des Übertragungspotentials betätigte, der Übertragungszone
(26) nachgeschaltete Übertragungseinrichtung (55, 155) zur Übertragung des auf dem
Zwischenbildträger befindlichen ersten Pulverbildes auf die Vorderseite des Bildempfangsmaterials,
sowie durch eine Auslöseeinrichtung zur Abgabe des Bildempfangsmaterials von der Trommel (30).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die nachgeschaltete Übertragungseinrichtung eine Koronaentladungseinrichtung (55) ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete Übertragungseinrichtung
eine Andruckeinrichtung (155) ist, die verfahrenstaktgerecht durch die Steuereinrichtung
an die den Zwischenbildträger bildende Rolle (30) andrückbar ist und unter deren Druckwirkung unter
gleichzeitiger Übertragung des ersten Pulverbildes von dem Zwischenbildträger auf das Bildempfangsmaterial
die beiden Pulverbilder auf dem Bildempfangsmaterial
fixierbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung (155) eine
Druckrolle ist.
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- 1971-12-21 IT IT3272171A patent/IT944211B/it active
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